牧籟
人類到過的最遠(yuǎn)的地方是哪里?珠穆朗瑪峰?南極或北極?月球?面對這個(gè)問題,你可能已經(jīng)想到了許多答案。借助望遠(yuǎn)鏡,人類能觀測到的地方遠(yuǎn)到超乎你的想象。
肉眼可見的最遠(yuǎn)天體
你曾在夜晚的星空下數(shù)過星星嗎?夜空中有多少顆星星呢?不用望遠(yuǎn)鏡的情況下,人們可以在地球的各個(gè)方向找到9000多顆星星。不過,它們絕大部分就在太陽系的周圍,銀河系之內(nèi),像明亮的燈泡,把地球的夜空照亮。
我們?nèi)庋勰芸吹降你y河系外的天體是仙女座和三角座星系,它們呆在天空的小角落里。如果不仔細(xì)觀察,你很容易忽略它們的存在,但實(shí)際上,它們的個(gè)頭可不小,直徑分別為20萬光年和6萬光年。
仙女座和三角座星系已是人類肉眼可見的最遠(yuǎn)天體,卻仍然是我們的“鄰居”。如果沒有望遠(yuǎn)鏡,我們的視野將止步于此。
伊卡洛斯星位于一個(gè)螺旋星系中,是人們觀測到迄今為止最遙遠(yuǎn)的單顆恒星。作為一顆藍(lán)色超巨星,它的質(zhì)量超過太陽的33倍,亮度達(dá)到太陽的幾十萬倍。
通常,人們無法在這么遠(yuǎn)的距離上找到單獨(dú)一顆恒星,但伊卡洛斯星卻很幸運(yùn),在它的前方恰好有一個(gè)巨大的星系團(tuán)。這個(gè)星系團(tuán)就像天然的放大鏡,會產(chǎn)生一種“引力透鏡”的效應(yīng),即光線被強(qiáng)大的引力彎曲、聚集,最終被天文望遠(yuǎn)鏡檢測到。
人類的“千里眼”
當(dāng)一輛救護(hù)車朝你駛來時(shí),鳴笛聲的音調(diào)會升高;當(dāng)它離去時(shí),鳴笛聲便越來越低沉。這種現(xiàn)象叫做“多普勒效應(yīng)”。宇宙中也會出現(xiàn)這種效應(yīng),不過發(fā)生變化的不是聲音,而是光線。
當(dāng)天體遠(yuǎn)離我們時(shí),它發(fā)出的光線波長會被拉長,使光的顏色變紅,即“紅移”;當(dāng)天體接近我們時(shí),光線的波長會縮短,光的顏色變藍(lán),即“藍(lán)移”。越遠(yuǎn)的天體遠(yuǎn)離我們的速度越快,紅移就越明顯,觀察它的紅移速度,就能算出對應(yīng)距離。
由于紅移和被星際塵埃阻擋等原因,天體發(fā)出的光即便遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于太陽光,抵達(dá)地球時(shí)也會變得極其微弱。還有許多天體會發(fā)出人類肉眼不可見的紫外線、X射線、無線電波,等等。為此,人們建造了多種天文望遠(yuǎn)鏡,它們擁有不同的“視覺”,專門觀測不同類型的光源。
人類的視野極限
由于天體越遠(yuǎn),光就需要越長的時(shí)間才能抵達(dá)地球,因此,我們看到的星空其實(shí)是一本“相冊”,上面記錄了過去不同時(shí)期、不同距離的天體圖像。隨著距離的推遠(yuǎn),星空“相冊”會出現(xiàn)越來越多的空白,相冊的最后一頁寫著:距地球465億光年。這就是我們視野的盡頭,超出這個(gè)距離的宇宙永遠(yuǎn)都不可能被看到,因?yàn)橛钪嬲诓粩嗯蛎洝?/p>
在一只沒有氣的氣球上畫幾個(gè)點(diǎn),然后給氣球吹氣。你會看到,隨著氣球膨脹,點(diǎn)與點(diǎn)之間距離越來越遠(yuǎn)。宇宙如同這只氣球,內(nèi)部空間不斷變大。宇宙邊緣的“光之郵遞員”就像氣球上的一只螞蟻,氣球膨脹的速度比它爬行的速度還快,使它永遠(yuǎn)爬不到盡頭。至于宇宙到底會不會永遠(yuǎn)膨脹下去,這還是一個(gè)有待科學(xué)家們解開的謎題。